Hjärnan bombarderas ständigt med information från våra sinnen. För att förstå all denna data måste hjärnan kunna lagra och hämta information snabbt och effektivt. Neuroforskare har länge vetat att hjärnan gör detta genom att skapa kopplingar mellan neuroner, så kallade synapser. De exakta mekanismerna genom vilka synapser fungerar har dock förblivit svårfångade.
I sin studie använde UCSF-forskarna en ny bildteknik för att visualisera synapsernas aktivitet i realtid. De fann att synapser inte bara är strömbrytare som slås på och av. Istället ändrar de hela tiden sin styrka, eller "plasticitet". Denna plasticitet gör att hjärnan kan lagra ny information och anpassa sig till föränderliga miljöer.
Forskarna fann också att styrkan hos en synaps bestäms av mängden aktivitet som passerar genom den. Det gör att synapser som används oftare blir starkare, medan synapser som används mindre ofta blir svagare. Denna process, känd som "långtidspotentiering" och "långtidsdepression", tros vara grunden för inlärning och minne.
Resultaten av denna studie ger nya insikter om hur hjärnan hanterar stora mängder information. Detta kan få konsekvenser för att förstå hur vi lär oss och minns, såväl som för att utveckla nya behandlingar för neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers.
Upptäckten att synapser ständigt ändrar sin styrka kan hjälpa till att förklara hur vi kan lära oss och komma ihåg nya saker. När vi lär oss något nytt blir synapserna i våra hjärnor som är involverade i den inlärningsprocessen starkare. Detta gör det lättare för oss att komma ihåg den informationen i framtiden.
Styrkan hos synapser påverkas också av våra förväntningar. Om vi förväntar oss att se något blir synapserna som är involverade i att bearbeta den informationen starkare. Detta kan hjälpa oss att uppfatta världen omkring oss mer exakt.
Upptäckten att synapser ständigt ändrar sin styrka kan också ha konsekvenser för förståelsen av neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers. Vid Alzheimers börjar synapserna i hjärnan att försvagas och dö. Detta leder till minnesförlust och andra kognitiva problem.
Genom att förstå hur synapser fungerar kan forskare kanske utveckla nya behandlingar för Alzheimers och andra neurodegenerativa sjukdomar. Dessa behandlingar kan hjälpa till att bromsa eller till och med stoppa utvecklingen av dessa sjukdomar.
Resultaten av denna studie ger nya insikter om hur hjärnan hanterar stora mängder information. Detta kan få konsekvenser för att förstå hur vi lär oss och minns, såväl som för att utveckla nya behandlingar för neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers.
